Приложение а
А.1 Можно ли утверждать, что в проводящем замкнутом контуре всегда возникает индукционный ток, если: а) контур перемещается в магнитном поле, пересекая линии индукции; б) изменяется поток магнитной индукции, сцепленный с контуром?
А.2 Вблизи полюса электромагнита висит проводящее кольцо (см.рисунок А.1). Магнитный поток, пронизывающий кольцо, изменяется согласно графику на рисунке А.2. В какие интервалы времени кольцо притягивается к электромагниту?
Рисунок А.1 Рисунок А. 2
А.3 Плоская проводящая рамка вращается в однородном магнитном поле. Индуцируется ли в рамке ЭДС, если ось врашения: а) параллельна; б) перпендикулярна линиям индукции ?
А.4 В однородном равномерно возрастающем магнитном поле находится проволочный каркас (см.рисунок А.3). Как изменится тепловая мощность, выделяющаяся в каркасе, если замкнуть ключ К ?
Рисунок А.3 Рисунок А.4
А.5 На тороидальный железный сердечник надеты катушка и проводящее кольцо. Индуцируется ли ток в кольце, если: а) по обмотке катушки течет постоянный ток, кольцо перемещается вдоль сердечника; б) по обмотке катушки течет переменный ток, кольцо неподвижно. Магнитное поле катушки считать сосредоточенным в сердечнике.
А.6 Проводящий контур вынимают из межполюсного пространства электромагнита. Зависит ли от времени перемещения контура: а) количество выделившейся в контуре теплоты; б) заряд, протекший по контуру?
А.7 Проводящая рамка (см.рисунок А.4) перемещается в поле бесконечного прямолинейного проводника с током: а) параллельна проводнику; б) вращаясь вокруг проводника таким образом, что проводник все время остается в плоскости рамки на неизменном расстоянии от нее. Индуцируется ли ток в рамке в обоих случаях?
А.8 Две одинаковые проводящие квадратные рамки расположены параллельно.Как изменится их взаимная индуктивность, если : а) одну из рамок деформировать в прямоугольник того же периметра; б) повернуть на угол 60 ? Положение центра и направление одной из средних линий контура, подвергающегося изменениям, сохраняются.
А.9 В плоскости прямолинейного проводника с током расположена проводящая рамка (см.рисунок А.4).Ток в прводнике изменяется по закону It2, при этом сила, действующая на рамку, Ғ tk .Найти значение k. Полем тока самоиндукции пренебречь.
А.10 Как изменится сила, действующая на рамку, в задаче 9, если учесть поле тока самоиндукции в рамке?
А.11 Определить направление силы, действующей на проводящую рамку (см.рисунок А.4), если ток в проводе: а) возрастает; б) убывает.
А.12 Проводящее кольцо (см.рисунок А.5,а) пронизывает магнитный поток, изменяющийся согласно графику (см.рисунок А.5,б). Указать направление индукционного тока в кольце и определить, как изменяется ток.
Рисунок А.5,а Рисунок А.5,б
А.13 Как изменится взаимная индуктивность двух контуров, находящихся в парамагнитной среде, если среду охладить?
А.14 Магнитный поток, пронизывающий проводящее кольцо (см.рисунок А.5,а), изменяется согласно графику на рисунке А.6. Обращается ли ЭДС индукции в кольце в нуль в интервалах времени а и б?
А.15 Замкнутый проводящий контур имеет форму восьмерки (см.рисунок А.7).Как изменится индуктивность контура, если один из витков повернуть вокруг оси ОО1 на 180 ?
Рисунок А.6 Рисунок А.7
А.16 Поток магнитной индукции через проводящее кольцо (см.рисунок А.5,а) изменяется по гармоническому закону (см.рисунок А.2). Среди моментов времени 1,2,3,4 указать момент, соответствующий отрицательной и максимальной по модулю ЭДС, индуцированной в кольце.
А.17 Наматывают соленоид в один слой, укладывая витки вплотную друг к другу. Как изменяется отношение индуктивности соленоида к сопротивлению обмотки L/R с увеличением числа витков? Соленоид считать длинным.
А.18 В задаче 2 определить, в каких интервалах времени ток, индуцированный в кольце, возрастает и составляет с направлением линий индукции, пронизывающих кольцо, правовинтовую систему?
А.19 В контуре, расположенном в неферромагнитной среде, течет переменный ток I. Верно ли записаны выражения элементарной работы вихревого электрического поля в контуре : а) δΑ=−IdФм ; б) δΑ= − Фм dI. Здесь Фм – магнитный поток, сцепленный с контуром.
А.20 В задаче А.2 определить , в какие моменты времени в интервале [1, 4] сила взаимодействия между электромагнитом и кольцом обращается в нуль?
А.21 Две одинаковые обмотки соленоида намотаны в одном направлении и соединены параллельно. Как изменится индуктивность соленоида, если: а) обмотки соединить последовательно; б) отключить одну из обмоток?
А.22 Пусть ток в обмотке электромагнита (см.рисунок А.1) изменяется согласно графику на рисунке А.8. Какова средняя ЭДС, индуцированная в кольце ?
А.23 Поток магнитной индукции через проводящее кольцо (см.рисунок 5,а) изменяется по гармоническому закону (см.рисунок А.2). Среди моментов времени 1,2,3,4 указать момент, соответствующий отрицательной и максимальной по модулю ЭДС, индуцированной в кольце.
А.24 Прямоугольная рамка с подвижной перемычкой MN находится в постоянном однородном магнитном поле (см.рисунок А.9). Перемычка равномерно перемещается. Какое поле существует в системе отсчета, связанной с перемычкой ?
Рисунок А.8 Рисунок А.9
А.25 Зависит ли индуктивность тороида с железным сердечником: а) от тока в обмотке; б) от температуры сердечника?
А.26 Пусть электрическое сопротивление рамки в ситуации, описанной в задаче А.24, пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлением перемычки, и поле индукционного тока можно не учитывать. Сила Ампера, действующая на перемычку Ғ ~ Вk . Найти значение k.
А.27 На некотором расстоянии друг от друга расположены два контура, плоскости которых параллельны друг другу и по которым текут токи в одинаковом направлении. Оставляя один контур неподвижным, меняют различным образом положение второго. В одном случае его плоскость поворачивают на 90 , в другом - на 180 и в третьем - удаляют параллельно самому себе на некоторое расстояние. В каком из этих случаев придется совершить наибольшую, а в каком - наименьшую работу?
А.28 По вертикальной П - образной проводящей раме из состояния покоя соскальзывает стержень MN (см.рисунок А.10). Устройство находится в горизонтально направленном однородном магнитном поле. Как изменяются скорость и ускорение стержня на начальной стадии движения? Электрическим сопротивлением рамы и полем индукционного тока пренебречь.
А.29 Два контура расположены так, что их плоскости параллельны друг другу. По контуру 1 течет ток, направление которого показано стрелкой. Контуры, сохраняя параллельность своих плоскостей, движутся друг относительно друга. Как направлен индукционный ток в контуре 2, когда контуры сближаются и когда удаляются?
А.30 Пятак падает ребром, проходя межполюсное пространство электромагнита. Будет ли ускорение пятака меньше ускорения свободного падения: а) при входе; б) при выходе из магнитного поля?
А.31 Через две одинаковые катушки индуктивности текут токи, спадающие со временем по линейному закону. В какой из катушек возникающая ЭДС самоиндукции больше ? Изменятся ли значение или знаки ЭДС самоиндукции, когда токи, пройдя через нуль, начнут возрастать в противоположном направлении, сохраняя тот же линейный закон?
Рисунок А.10 Рисунок А.11
А.32 В однородном магнитном поле вращается с постоянной угловой скоростью проводящее колесо с четырьмя радиальными спицами. Ось колеса параллельна линиям индукции. Определить индуцированную разность потенциалов между осью колеса и его ободом.
А.33 Проводящий контур, содержащий конденсатор и подвижную перемычку MN, находится в однородном магнитном поле (см. рисунок А.11). Есть ли ток в контуре, если перемычка движется: а) равномерно; б) ускоренно? Активное сопротивление цепи пренебрежимо мало.
А.34 Пусть перемычка MN в ситуации, описанной в задаче А.33, перемещается согласно закону х~t4. При этом зависимость индукционного тока от времени выражается степенной функцией І ~ tn . Найти значение n.
А.35 Проводящая рамка, имеющая ось вращения, находится в однородном магнитном поле (см.рисунок А.12). Является ли положение рамки, показанное на рисунке, положением устойчивого равновесия, если: а) индукция магнитного поля увеличивается; б) уменьшается?
Рисунок А.12 Рисунок А.13
А.36 Квадратная проводящая рамка расположена в однородном стационарном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции (см.рисунок А.13). Сравнить заряды, протекшие по контуру в следующих процессах : а) контур на рисунке А.13,а деформируют в два квадрата (см.рисунок А.13,б); б) один из квадратов контура на рисунке 13,б поворачивают на 180 относительно диагонали CD.
А.37 Через катушку индуктивности течет ток, изменяющийся со временем, как показано на графике (см.рисунок А.14). В какой из отмеченных моментов времени ЭДС самоиндукции имеет максимальное значение? Индуктивность катушки остается постоянной.
А.38 По круговому контуру 1, радиус которого R, течет ток. Другой контур 2, радиус которого значительно меньше R, движется с постоянной скоростью вдоль оси r так, что плоскости контуров остаются все время параллельными друг другу (см.рисунок А.15). На каком расстоянии от контура 1 ЭДС индукции, возникающая в контуре 2, может иметь максимальное значение ?
Рисунок А.14 Рисунок А.15
А.39 Два медных кольца с равными массами и диаметрами d1 и d2 (d2 >d1 d1) находятся в однородном переменном магнитном поле. Плоскости колец перпендикулярны линиям индукции поля. Сравнить в один и тот же момент времени: а) ЭДС индукции; б) индукционные токи в кольцах.
А.40 Для двух компланарных проводящих круговых контуров (см.рисунок А.16) сравнить индуктивности L1 и L2 каждого контура с их взаимной индуктивностью L12.
А.41 Как изменится взаимная индуктивность контуров (см.рисунок А.16), если малое кольцо: а) повернуть на 30 относительно оси, лежащей в плоскости рисунка; б) сместить поступательно перпендикулярно плоскости большого кольца ?
А.42 Проволочная петля охватывает изменяющееся магнитное поле (см.рисунок А.17). Напряжение между концами петли U~t2. Закон изменения магнитного поля В(х,у,z,t) ~tk. Найти значение k.
А.43 В однородном переменном магнитном поле находятся два круглых проводящих витка 1 и 2. Плоскости витков перпендикулярны линиям индукции. Виток 1 согнут из такого же куска провода, что и виток 2, но сложенного вдвое. Найти отношение индукционных токов в один и тот же момент времени (I1 / I2).
Рисунок А.16 Рисунок А.17
А.44 В однородном магнитном поле скользят друг по другу и равными постоянными скоростями четыре неизолированных провода (см.рисунок А.18). Плоскость пересечения проводов перпендикулярна линиям индукции поля. Как изменяется индукционный ток в расширяющемся квадратном контуре?
А.45 На рисунке А.19 дан график изменения тока в соленоиде. В каких интервалах времени ЭДС самоиндукции в соленоиде направлена по току I и уменьшается по модулю ?
Рисунок А.18 Рисунок А.19
А.46 Ток в проводящем контуре изменяется по закону I = I0 e-t (0). Определить: а) как направлена ЭДС самоиндукции в контуре; б) как ЭДС самоиндукции изменяется по модулю.
А.47 Пусть перемычка MN (см.рисунок А.11) совершает гармонические колебания, график которых дан на рисунке А.20. Какой точке графика соответствует положительный максимальный заряд на верхней обкладке конденсатора ?
Рисунок А.20 Рисунок А.21
А.48 Сравнить взаимные индуктивности длинного провода и проводящей рамки (см.рисунок А.21) в положениях І и ІІ.
2.3 РГР №5, М5
Т а б л и ц а 2 – Варианты заданий для студентов очной формы обучения
Уровень |
Вариант |
А.Г. Чертов, А.А. Воробьёв «Задачник по физике», 1981 |
Физика. Задания к практическим занятиям. Под ред. Ж.П. Лагутиной, 1989 |
И.Е. Иродов «Задачи по общей физике».1988. |
Приложение Б |
А |
1 |
6-2;-16;-56;30-25 |
19-5;-22;-43 |
|
1 |
|
2 |
6-3(1);-17;-57;30-26;31-11 |
19-24;-33 |
|
2 |
|
3 |
6-3(2);-58;30-27;31-13 |
19-10;-25;-34 |
|
3 |
|
4 |
6-3(3);-19;27-4;31-14 |
19-13;-22;-35 |
|
4 |
|
5 |
6-3(4);-20(1);-59;27-5;30-15(2);31-15 |
19-24 |
|
5 |
|
6 |
6-20(2);30-15(3);31-16 |
19-10;-13;-25;-37 |
|
6 |
|
7 |
6-4(2);-22;-56;31-17 |
19-6;-24;-40 |
|
7 |
|
8 |
6-23;-57;30-16;31-18 |
19-5;-28;-41 |
|
8 |
|
9 |
6-4(4);-58;31-19 |
19-10;-26;-42;20-22 |
|
9 |
|
10 |
6-6(1);-24(4);-59;31-20 |
19-9;-31;20-30 |
|
10 |
|
11 |
6-24(6) |
19-5;-14;-29;-37;20-32;21-4 |
|
11 |
|
12 |
6-7;-24(8);27-9;30-17 |
19-15;-26;21-5 |
|
12 |
В |
13 |
6-25;27-4;30-27 |
19-16;-28;21-19 |
4-218 |
13 |
|
14 |
6-9;-27;27-5 |
19-29;-35;20-32;21-22 |
|
14 |
|
15 |
6-10;-28;-60 |
19-40;20-33;21-10 |
4-142 |
15 |
|
16 |
6-11;-29(1) |
19-9;-21;-41;20-34;21-13 |
|
16 |
|
17 |
6-12;-29(2);-61 |
19-12;-28;20-42;21-15 |
|
17 |
|
18 |
6-13;-29(3);-62 |
19-10;-29;-35;21-26 |
|
18 |
|
19 |
6-29(4);-63;30-28 |
19-28;-40;21-20 |
4-107 |
19 |
|
20 |
6-30;-61;30-29 |
19-12;-26;-41;21-29 |
|
20 |
|
21 |
6-62 |
7-13;19-28;-42;21-30 |
4-107;-196 |
21 |
|
22 |
6-63 |
7-14;19-12;-29;21-34 |
4-176;-225 |
22 |
|
23 |
|
7-15;19-14;21-28 |
4-114;-178;-154;-222 |
23 |
|
24 |
27-11 |
7-17;19-15;21-30 |
4-109;-155;-210 |
24 |
|
25 |
|
7-18;19-16 |
4-114;-156;-209;-220;5-81 |
25 |
|
26 |
6-8;-27;-60 |
19-9;-28;21-26;20-35 |
|
26 |
|
27 |
6-9;27-4 |
19-10;21-5;20-33;21-7 |
4-218 |
27 |
|
28 |
6-12;-28;30-17 |
19-29;21-19;20-8 |
4-144 |
28 |
|
29 |
|
7-13;19-10;20-34;21-10 |
4-144;4-218;5-80 |
29 |
С |
30 |
6-64 |
7-19;21-30 |
4-107;-158;-193;-222 |
30 |
|
31 |
7-36 |
7-20 |
4-3;-109;-159;-230;5-91 |
31 |
|
32 |
|
7-17 |
4-4;-107;-119;-160;-225;5-96 |
32 |
|
33 |
27-11 |
|
4-5;-7а;-107;-126;-163;5-91 |
33 |
|
34 |
6-64 |
|
4-3;-7б;-114;-163;-230;5-92 |
34 |
|
35 |
|
7-19;21-29 |
4-3;-107;4-163;5-80;5-125 |
34 |
Т а б л и ц а I – Варианты заданий (нечетные) для студентов заочной формы обучения
Вариант |
Номера задач (Чертов А.Г., Воробьёв А.А. «Задачник по физике». - М., 2006. – 640 с.) |
Приложение Б |
|||||||
0 |
6.2 |
6.23 |
6.35 |
6.56 |
7.3 |
30.25 |
31.15 |
1 |
|
1 |
6.11 |
6.18 |
6.41 |
6.58 |
7.4 |
30.20 |
31.18 |
4 |
|
2 |
6.4(1) |
6.22 |
6.44 |
6.60 |
7.6 |
30.16 |
31.8 |
8 |
|
3 |
6.13 |
6.29(1) |
26.18 |
6.59 |
7.37 |
30.15(1) |
31.14 |
13 |
|
4 |
6.6(1) |
6.24(1) |
6.48 |
6.63 |
7.31 |
30.29 |
32.3 |
15 |
|
5 |
6.3(1) |
6.26 |
6.34 |
6.56 |
7.5 |
30.30 |
32.11 |
10 |
|
6 |
6.9 |
6.14 |
6.51(a) |
6.61 |
7.10 |
30.17 |
31.10 |
17 |
|
7 |
6.5 |
6.24(2) |
6.43 |
6.62 |
7.38 |
30.24 |
32.5 |
9 |
|
8 |
6.4(2) |
6.29(2) |
6.38 |
6.57 |
7.40 |
30.17 |
31.21 |
22 |
|
9 |
6.3(2) |
6.15 |
6.33 |
6.62 |
7.8 |
30.15(2) |
31.4 |
19 |
|
Т а б л и ц а II – Варианты заданий (четные) для студентов заочной формы обучения
Вариант |
Номера задач (Чертов А.Г., Воробьёв А.А. «Задачник по физике». - М., 2006. – 640 с.) |
Приложение Б |
|||||||
0 |
6.10 |
6.24 |
6.34 |
6.61 |
7.1 |
30.26 |
31.16 |
11 |
|
1 |
6.8 |
6.16 |
6.37 |
6.60 |
7.3 |
30.17 |
31.14 |
7 |
|
2 |
6.12 |
6.19 |
6.42 |
6.57 |
7.7 |
30.15(3) |
32.4 |
21 |
|
3 |
6.4(3) |
6.29(3) |
6.45 |
6.63 |
7.38 |
30.28 |
32.5 |
12 |
|
4 |
6.6(2) |
6.24(3) |
6.51(b) |
6.62 |
7.11 |
30.25 |
32.12 |
16 |
|
5 |
6.3(3) |
6.24(4) |
6.41 |
6.59 |
7.9 |
7.20 |
31.12 |
18 |
|
6 |
6.5 |
6.17 |
6.35 |
6.58 |
7.39 |
30.16 |
31.21 |
3 |
|
7 |
6.4(3) |
6.24(5) |
6.51(в) |
6.61 |
7.10 |
30.30 |
31.8 |
14 |
|
8 |
6.7 |
6.27 |
26.19 |
6.56 |
7.40 |
30.15(4) |
31.11 |
2 |
|
9 |
6.3(4) |
6.29(4) |
6.46 |
6.57 |
7.37 |
30.16 |
31.5 |
20 |
|